CN114068449A - 散热基板以及功率模块 - Google Patents

散热基板以及功率模块 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种散热基板以及功率模块。该散热基板的下表面形成有多个针翅，所述针翅构造为以下一种或几种：在散热需求高的区域针翅分布的密度大、具有第一结构以及包括第一结构和不同于第一结构的其他结构的组合；从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板；将第一结构的针翅布置在对散热需求高的区域，由于第一结构的针翅有较高散热能力，有利于避免该区域成为散热短板；不同芯片安装区域的针翅横截面的形状不同，使得模块在保持散热性能的前提下，冷却液流阻降低。

Description

散热基板以及功率模块
技术领域
本发明涉及功率模块散热技术领域，尤其涉及一种散热基板以及功率模块。
背景技术
随着新能源汽车行业的蓬勃发展，市场对功率模块的需求与日俱增。功率模块作为新能源汽车的核心部件，关系到电动汽车的性能与寿命。电动汽车输出功率等级高，功率模块发热大，但是为了同时满足汽车轻量化的要求，需要在有限的高密度空间里，进行良好的散热设计，简单高效地将热量及时排放出去，从而保证功率模块工作在有效温度范围以内，避免芯片温度升高，导致器件失效。
功率模块包括芯片、散热基板和散热底座，散热底座内形成有散热介质槽以容纳从入口流入并从出口流出的散热介质。散热基板下表面形成有针翅，针翅插入散热介质中以为散热基板上方的芯片进行散热。
现有技术中散热基板下表面的针翅均匀排布、结构相同。
散热基板上安装有多个芯片，当各个芯片的功耗接近时，例如三相逆变全桥结构，U相、V相、W相芯片的功耗接近，且U相芯片位于散热介质入口处，W相芯片位于散热介质出口处，V相芯片位于U相芯片与W相芯片之间。由于散热介质在入口处的温度低于出口处的温度，散热基板下表面的针翅均匀排布、结构相同导致靠近出水口的芯片的结温高于靠近入水口的芯片的结温，导致出口处的芯片成为整个模块的散热短板。对于三相逆变全桥结构，W相芯片的结温高于V相芯片的结温。
散热基板上安装有多个芯片，当各个芯片的功耗不同时，由于散热基板下表面的针翅均匀排布、结构相同，导致功耗高的芯片成为整个模块的散热短板。
综上所述，现有技术中散热基板下表面的针翅均匀排布、结构相同，造成了散热介质出口处芯片或功耗高的芯片成为整个模块的散热短板。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种散热基板以及功率模块。散热基板的下表面形成有针翅，其中，在对散热需求高的区域针翅的密度大，在对散热需求低的区域针翅的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板；或者，将横截面呈椭圆形的针翅布置在对散热需求高的区域，由于椭圆形针翅有较高散热，有利于避免该区域成为散热短板；或者，不同芯片安装区域的针翅横截面的形状不同，使得模块在保持散热性能的前提下，冷却液流阻降低。
第一方面，本发明提供了一种散热基板，该散热基板的下表面形成有多个针翅，所述针翅构造为以下一种或几种：在散热需求高的区域针翅分布的密度大、具有第一结构以及包括第一结构和不同于第一结构的其他结构的组合。利用该散热基板，散热基板的下表面形成有针翅，其中，在对散热需求高的区域针翅的密度大，在对散热需求低的区域针翅的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板；将第一结构的针翅布置在对散热需求高的区域，由于第一结构的针翅有较高散热能力，有利于避免该区域成为散热短板；不同芯片安装区域的针翅横截面的形状不同，使得模块在保持散热性能的前提下，冷却液流阻降低。
在第一方面的一个实施方式中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅的密度逐渐增大。通过该实施方式，有利于从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板的散热效率，有利于避免出口处的芯片成为整个模块的散热短板。
在第一方面的一个实施方式中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅沿散热介质入口至散热介质出口分为多个区域，各个区域内的针翅的密度一致，相邻两个区域靠近散热介质出口的区域内的针翅的密度大于靠近散热介质入口的区域内的针翅的密度。通过该实施方式，相比于从散热介质入口处到散热介质出口处针翅的密度逐渐增大，有利于降低散热基板的设计难度，同时也能达到从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板的散热效率的目的，从而有利于避免出口处的芯片成为整个模块的散热短板。
在第一方面的一个实施方式中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅的尺寸逐渐减小。通过该实施方式，有利于实现针翅的密度逐渐增大。
在第一方面的一个实施方式中，当散热基板上安装有多个芯片时，功耗高的芯片下方的针翅的密度大，功耗低的芯片下方的针翅的密度小。通过该实施方式，有利于避免功耗高的芯片成为整个模块的散热短板。
在第一方面的一个实施方式中，所述针翅的横截面呈圆形、椭圆形、菱形、雨滴形或三角形。通过该实施方式，不同形状的针翅的散热能力不同，可以通过调整使得不同区域的针翅形状互不相同，从而达到调节散热基板不同区域的散热能力的目的。
在第一方面的一个实施方式中，当散热基板上有多个芯片安装区域时，在不同散热要求区域，针翅的横截面形状不同，不同形状的针翅的散热能力不同，可以通过调整针翅的横截面形状，达到调节散热基板不同散热要求区域的散热能力的目的。
在第一方面的一个实施方式中，具有第一结构的所述针翅的横截面呈椭圆形。通过该实施方式，将横截面呈椭圆形的针翅布置在对散热需求高的区域，有利于避免该区域成为散热短板。
在第一方面的一个实施方式中，所述散热基板的上表面形成有凸台，用于保证DCB衬板与所述散热基板之间的焊料厚度均匀；所述散热基板的下表面沿所述散热基板的边缘形成有凹陷，所述凹陷的底面光滑用于至少部分地容纳密封环；所述散热基板上设置有用于容纳螺钉的安装孔，所述螺钉能够连接所述散热基板和散热底座或所述散热基板和管壳；所述散热基板上还设置有用于容纳管壳上定位柱的定位孔，以定位管壳和所述散热基板。通过该实施方式，凸台有利于牢固地固定DCB衬板；凹陷的底面光滑，从而避免密封环与散热基板之间出现缝隙，有利于密封；安装孔能够固定散热基板；定位孔有利于在安装前进行限位以使散热基板安装位置准确。
第二方面，本发明提供了一种功率模块，该功率模块包括第一方面及其任一实施方式所述的散热基板。利用该功率模块，其散热基板的下表面形成有针翅，其中，在对散热需求高的区域针翅的密度大，在对散热需求低的区域针翅的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板；将第一结构的针翅布置在对散热需求高的区域，由于第一结构的针翅有较高散热能力，有利于避免该区域成为散热短板；不同芯片安装区域的针翅横截面的形状不同，使得模块在保持散热性能的前提下，冷却液流阻降低。
在第二方面的一个实施方式中，该功率模块还包括：DCB衬板，其焊接固定在所述散热基板的凸台上，其的覆铜层是裸铜、铜镀金或铜镀镍；散热底座，其上设置有散热介质入口和散热介质出口以及连通所述散热介质入口和散热介质出口的散热介质槽；密封环，其设置在所述散热底座和所述散热基板之间；芯片，其固定在所述DCB衬板上；以及，管壳，其为高分子材料或其他耐压耐湿材料；其中，所述针翅的长度小于所述散热介质槽的深度。通过该实施方式，凸台确保了DCB衬板的水平设置；散热底座为散热介质提供了容纳空间；密封环有利于避免散热介质的泄露；芯片保证了功率模块的正常使用；管壳保护了功率模块；针翅的长度小于散热介质槽的深度，有利于避免针翅与散热介质槽发生磕碰，有利于散热基板的高效工作。
本申请提供的散热基板以及功率模块，相较于现有技术，具有如下的有益效果。
1、利用该散热基板，散热基板的下表面形成有针翅，其中，在对散热需求高的区域针翅的密度大，在对散热需求低的区域针翅的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板；不同芯片安装区域的针翅横截面的形状不同，使得模块在保持散热性能的前提下，冷却液流阻降低。
2、从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅的密度逐渐增大，有利于从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板的散热效率，有利于避免出口处的芯片成为整个模块的散热短板。
3、当散热基板上安装有多个芯片时，功耗高的芯片下方的针翅的密度大，功耗低的芯片下方的针翅的密度小，有利于避免功耗高的芯片成为整个模块的散热短板。
4、在对散热需求高的区域针翅的横截面呈椭圆形，其它区域的针翅的横截面为其它形状，如圆形、菱形、水滴形或三角形，有利于提高基板在该区域的散热，避免该区域成为散热短板，同时在保证散热的同时，降低冷却液流阻。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述，其中：
图1显示了根据本发明一实施方式的功率模块的立体结构示意图；
图2显示了根据本发明一实施方式的功率模块的剖视结构示意图；
图3显示了根据本发明一实施方式的散热基板的结构示意图；
图4显示了根据本发明另一实施方式的散热基板的结构示意图；
图5显示了根据本发明再一实施方式的散热基板的结构示意图；
图6显示了根据本发明又一实施方式的散热基板的结构示意图；
图7显示了根据本发明一实施方式的横截面呈椭圆形的针翅的局部放大示意图。
附图标记清单：
1-散热基板；2-针翅；3-芯片；4-安装孔；5-定位孔；6-DCB衬板；7-管壳。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种散热基板1以及功率模块。散热基板1的下表面形成有多个针翅2，针翅2构造为以下一种或几种：在散热需求高得区域针翅2分布的密度大、具有第一结构以及包括第一结构和不同于第一结构的其他结构的组合。
如图3至图5所示，本实施方式提供了一种散热基板1，该散热基板1的下表面形成有针翅2，在对散热需求高的区域针翅2的密度大，在对散热需求低的区域针翅2的密度小。
现有技术中散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同。
散热基板1上安装有一个或者多个DCB衬板6，当各个DCB衬板6上的单个或多个芯片3的功耗接近时，例如三相逆变全桥结构，U相、V相、W相芯片3的功耗接近，且U相芯片3位于散热介质入口处，W相芯片3位于散热介质出口处，V相芯片3位于U相芯片3与W相芯片3之间。由于散热介质在入口处的温度低于出口处的温度，散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同导致靠近出水口的芯片3的结温高于靠近入水口的芯片3的结温，导致出口处的芯片3成为整个模块的散热短板。对于三相逆变全桥结构，W相芯片3的结温高于V相芯片3的结温。
散热基板1上安装有多个DCB衬板6，当各个DCB衬板6上的单个或多个芯片3的功耗不同时，由于散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同，导致功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
综上所述，现有技术中散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同，造成了散热介质出口处芯片3或功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
为了解决上述问题，本实施方式的散热基板1在对散热需求高的区域针翅2的密度大，在对散热需求低的区域针翅2的密度小，有利于避免出现散热短板。
具体地，就是在散热介质出口处和功耗高的芯片3所对应的位置布置密度高的针翅2，针翅2密度高，有利于提升散热基板1与冷却液的换热面积，提高换热效率，从而有利于避免出现散热短板。
针翅2可以与散热基板1主体一体成型，也可以通过粘合、焊接等方式固定在散热基板1主体上。
可选地，如图6所示，在对散热需求高的区域针翅2具有第一结构，第一结构指代针翅2的横截面呈椭圆形或其他利于散热的结构。
针翅2的横截面呈椭圆形时，散热介质涡流效应被减小，从而减小流道压降，同时增大了针翅2的换热面积，因此针翅2的横截面呈椭圆形时，该区域的散热效率高，将横截面呈椭圆形的针翅2布置在对散热需求高的区域，有利于提高基板在该区域的散热，避免该区域成为散热短板。
具体地，如图5所示，该基板分为3个区域，分别对应3个DCB衬板6，DCB衬板6上分布有单个或多个芯片3，芯片3的功耗相同，散热介质入口处芯片3所对应的区域，针翅2呈圆柱状且密度较小，散热介质出口处芯片3所对应的区域，针翅2的横截面呈椭圆形且密度较大，位于两者之间的芯片3所对应的区域，针翅2的横截面呈菱形且密度适中。
又如图3所示，该基板芯片3所对应的安装区域正下方，针翅2的横截面呈椭圆形且密度较大；过渡区域，即非芯片安装区域的正下方，针翅2的横截面呈圆形且密度较小，或者该区域无针翅。
通过该实施方式，将横截面呈椭圆形的针翅2布置在对散热需求高的区域，有利于避免该区域成为散热短板。
利用该散热基板1，散热基板1的下表面形成有针翅2，其中，在对散热需求高的区域针翅2的密度大，在对散热需求低的区域针翅2的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板；或者，将第一结构的针翅布置在对散热需求高的区域，由于第一结构的针翅有较高散热能力，有利于避免该区域成为散热短板；或者，不同芯片安装区域的针翅横截面的形状不同，使得模块在保持散热性能的前提下，冷却液流阻降低。
在一个实施方式中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的密度逐渐增大。
如图4和图5所示，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的密度逐渐增大，该实施方式适用于散热基板1上各个DCB衬板6上的多个芯片3功耗接近的情况。
散热基板1上安装有多个DCB衬板6，DCB衬板6上安装有单个或多个芯片3，当各个DCB衬板6上的芯片3的功耗接近时，例如三相逆变全桥结构，U相、V相、W相芯片3的功耗接近，且U相芯片3位于散热介质入口处，W相芯片3位于散热介质出口处，V相芯片3位于U相芯片3与W相芯片3之间。由于散热介质在入口处的温度低于出口处的温度，如果散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同将导致靠近出水口的芯片3的结温高于靠近入水口的芯片3的结温，导致出口处的芯片3成为整个模块的散热短板，即在三相逆变全桥结构的情况下，W相芯片3的结温高于V相芯片3的结温。
本实施方式中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的密度逐渐增大，从而有利于从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板1的散热效率，有利于避免出口处的芯片3成为整个模块的散热短板，即在三相逆变全桥结构的情况下，有利于避免W相芯片3的结温高于V相芯片3的结温。
通过该实施方式，有利于从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板1的散热效率，有利于避免出口处的芯片3成为整个模块的散热短板。
在一个实施方式中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2沿散热介质入口至散热介质出口分为多个区域，各个区域内的针翅2的密度一致，相邻两个区域靠近散热介质出口的区域内的针翅2的密度大于靠近散热介质入口的区域内的针翅2的密度。
通过该实施方式，相比于从散热介质入口处到散热介质出口处针翅2的密度逐渐增大，有利于降低散热基板1的设计难度，同时也能达到从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板1的散热效率的目的，从而有利于避免出口处的芯片3成为整个模块的散热短板。
在一个实施方式中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的尺寸逐渐减小。
如图4所示，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的尺寸逐渐减小，从而有利于实现针翅2的密度逐渐增大。
通过该实施方式，有利于实现针翅2的密度逐渐增大。
在一个实施方式中，当散热基板1上安装有多个芯片3时，功耗高的芯片3下方的针翅2的密度大，功耗低的芯片3下方的针翅2的密度小。
散热基板1上安装有多个芯片3，当各个芯片3的功耗不同时，如果散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同，将导致功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
为了解决上述技术问题，本实施方式中，当散热基板1上安装有多个芯片3时，功耗高的芯片3下方的针翅2的密度大，功耗低的芯片3下方的针翅2的密度小，提升功耗高的芯片3所在区域的换热效率，从而避免功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
通过该实施方式，有利于避免功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
在一个实施方式中，如图3所示，DCB衬板6的芯片3的安装区域下方的针翅2密度大，DCB衬板6之间的区域下方的针翅2密度小。这是由于DCB衬板6上安装有单个或多个芯片3，该安装区域的温度高于非芯片3安装区域，因此其下方的针翅2密度大。DCB衬板6之间的非芯片安装区域下方的针翅2密度小，既不影响散热基板1的散热性能，又能在该区域降低散热介质的流阻，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
通过该实施方式，有利于提高散热基板1的散热性能。
在一个实施方式中，如图6所示，DCB衬板6区域下方的针翅2密度大，DCB衬板6周围区域下方的针翅2密度小。这是由于DCB衬板6区域温度高，因此其下方的针翅2密度大。DCB衬板6周围区域下方的针翅2密度小，既不影响芯片3的散热性能，又能在该区域降低散热介质的流阻，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
在一个实施方式中，针翅2的横截面呈圆形、椭圆形、菱形、雨滴形或三角形。
通过该实施方式，不同形状的针翅2的散热能力不同，可以通过调整使得不同区域的针翅2形状互不相同，从而达到调节散热基板1不同区域的散热能力的目的。
可选地，针翅2还可以是其它线条流畅的异形。
在一个实施方式中，如图3所示，DCB衬板6区域下方的针翅2的横截面呈椭圆形，DCB衬板6之间的区域下方的针翅2的横截面呈圆形。这是由于DCB衬板6区域温度高，因此其下方的针翅2运用有较高散热能力的椭圆形针翅2，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
在一个实施方式中，如图6所示，DCB衬板6区域下方的针翅2的横截面呈椭圆形，DCB衬板6周围的非芯片安装区域下方的针翅2的横截面呈圆形。这是由于DCB衬板6区域温度高，因此其下方的针翅2运用有较高散热的椭圆形针翅2，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
在一个实施方式中，散热基板1的上表面形成有凸台，用于保证DCB衬板6与散热基板1之间的焊料厚度均匀；散热基板1的下表面沿散热基板1的边缘形成有凹陷，凹陷的底面光滑用于至少部分地容纳密封环；如图3至图5所示，散热基板1上设置有用于容纳螺钉的安装孔4，螺钉能够连接散热基板1和散热底座或散热基板1和管壳7；散热基板1上还设置有用于容纳管壳7上定位柱的定位孔5，以定位管壳7和散热基板1。
可选地，每个DCB衬板6均与4个凸台相对应，4个凸台分别位于DCB衬板6的4个顶角处。
通过该实施方式，凸台有利于牢固地固定DCB衬板6；凹陷的底面光滑，从而避免密封环与散热基板1之间出现缝隙，有利于密封；安装孔4能够固定散热基板1；定位孔5有利于在安装前进行限位以使散热基板1安装位置准确。
本实施方式还提供了一种功率模块，该功率模块包括上述的散热基板1。
利用该功率模块，其散热基板1的下表面形成有针翅2，其中，在对散热需求高的区域针翅2的密度大，在对散热需求低的区域针翅2的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板。
在一个实施方式中，如图1和图2所示，该功率模块还包括：DCB衬板6，其焊接固定在散热基板1的凸台上，其的覆铜层是裸铜、铜镀金或铜镀镍；散热底座，其上设置有散热介质入口和散热介质出口以及连通散热介质入口和散热介质出口的散热介质槽；密封环，其设置在散热底座和散热基板1之间；芯片3，其固定在所述DCB衬板上，芯片3的数量可以是1个或多个，可以是IGBT，FRD，或者是MOSFET等功耗较大的芯片；以及，管壳7，其为高分子材料或其他耐压耐湿材料；其中，针翅2的长度小于散热介质槽的深度。
其中，DCB衬板6的绝缘层可以由Al2O3、Si3N4或AlN等陶瓷材料或其他绝缘材料构成，也可以由Al2O掺杂ZrO2等氧化物构成，以增强绝缘层的导热及结构强度。DCB衬板6的上、下表面覆铜，用于电路互联。
通过该实施方式，凸台确保了DCB衬板6的水平设置；散热底座为散热介质提供了容纳空间；密封环有利于避免散热介质的泄露；芯片3保证了功率模块的正常使用；管壳7保护了功率模块；针翅2的长度小于散热介质槽的深度，有利于避免针翅2与散热介质槽发生磕碰，有利于散热基板1的高效工作。
实施例一
如图3至图5所示，本实施例提供了一种散热基板1，该散热基板1的下表面形成有多个针翅2，针翅2构造为以下一种或几种：在散热需求高得区域针翅2分布的密度大、具有第一结构以及包括第一结构和不同于第一结构的其他结构的组合。
现有技术中散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同。
散热基板1上安装有一个或者多个DCB衬板6，当各个DCB衬板6上的单个或多个芯片3的功耗接近时，例如三相逆变全桥结构，U相、V相、W相芯片3的功耗接近，且U相芯片3位于散热介质入口处，W相芯片3位于散热介质出口处，V相芯片3位于U相芯片3与W相芯片3之间。由于散热介质在入口处的温度低于出口处的温度，散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同导致靠近出水口的芯片3的结温高于靠近入水口的芯片3的结温，导致出口处的芯片3成为整个模块的散热短板。对于三相逆变全桥结构，W相芯片3的结温高于V相芯片3的结温。
散热基板1上安装有多个DCB衬板6，当各个DCB衬板6上的单个或多个芯片3的功耗不同时，由于散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同，导致功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
综上所述，现有技术中散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同，造成了散热介质出口处芯片3或功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
为了解决上述问题，本实施方式的散热基板1在对散热需求高的区域针翅2的密度大，在对散热需求低的区域针翅2的密度小，有利于避免出现散热短板。
具体地，就是在散热介质出口处和功耗高的芯片3所对应的位置布置密度高的针翅2，针翅2密度高，有利于提升散热基板1与冷却液的换热面积，提高换热效率，从而有利于避免出现散热短板。
利用该散热基板1，散热基板1的下表面形成有针翅2，其中，在对散热需求高的区域针翅2的密度大，在对散热需求低的区域针翅2的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板。
实施例二
如图4和图5所示，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的密度逐渐增大，该实施例适用于散热基板1上各个DCB衬板6上的多个芯片3功耗接近的情况。
散热基板1上安装有多个DCB衬板6，DCB衬板6上安装有单个或多个芯片3，当各个DCB衬板6上的芯片3的功耗接近时，例如三相逆变全桥结构，U相、V相、W相芯片3的功耗接近，且U相芯片3位于散热介质入口处，W相芯片3位于散热介质出口处，V相芯片3位于U相芯片3与W相芯片3之间。由于散热介质在入口处的温度低于出口处的温度，如果散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同将导致靠近出水口的芯片3的结温高于靠近入水口的芯片3的结温，导致出口处的芯片3成为整个模块的散热短板，即在三相逆变全桥结构的情况下，W相芯片3的结温高于V相芯片3的结温。
本实施例中，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的密度逐渐增大，从而有利于从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板1的散热效率，有利于避免出口处的芯片3成为整个模块的散热短板，即在三相逆变全桥结构的情况下，有利于避免W相芯片3的结温高于V相芯片3的结温。
通过该实施例，有利于从散热介质入口处到散热介质出口处逐步提升散热基板1的散热效率，有利于避免出口处的芯片3成为整个模块的散热短板。
实施例三
从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅2的尺寸逐渐减小，从而有利于实现针翅2的密度逐渐增大。
通过该实施例，有利于实现针翅2的密度逐渐增大。
实施例四
在本实施例中，当散热基板1上安装有多个芯片3时，功耗高的芯片3下方的针翅2的密度大，功耗低的芯片3下方的针翅2的密度小。
散热基板1上安装有多个芯片3，当各个芯片3的功耗不同时，如果散热基板1下表面的针翅2均匀排布、结构相同，将导致功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
为了解决上述技术问题，本实施例中，当散热基板1上安装有多个芯片3时，功耗高的芯片3下方的针翅2的密度大，功耗低的芯片3下方的针翅2的密度小，提升功耗高的芯片3所在区域的换热效率，从而避免功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
通过该实施例，有利于避免功耗高的芯片3成为整个模块的散热短板。
实施例五
在一个实施例中，如图3所示，DCB衬板6的芯片3的安装区域下方的针翅2密度大，DCB衬板6之间的区域下方的针翅2密度小。这是由于DCB衬板6上安装有单个或多个芯片3，该安装区域的温度高于非芯片3安装区域，因此其下方的针翅2密度大。DCB衬板6之间的非芯片安装区域下方的针翅2密度小，既不影响散热基板1的散热性能，又能在该区域降低散热介质的流阻，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
同时，如图3所示，DCB衬板6的芯片3的安装区域下方的针翅2的横截面呈椭圆形，DCB衬板6之间的非芯片安装区域下方的针翅2的横截面呈圆形。这是由于DCB衬板6区域温度高，因此其下方的针翅2运用有较高散热的椭圆形针翅2，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
在一个实施例中，如图6所示，DCB衬板6的芯片3的安装区域下方的针翅2密度大，DCB衬板6周围区域下方的针翅2密度小。这是由于DCB衬板6上安装有单个或多个芯片3，该安装区域的温度高于非芯片3安装区域，因此其下方的针翅2密度大。DCB衬板6周围的非芯片安装区域下方的针翅2密度小，既不影响芯片3的散热性能，又能在该区域降低散热介质的流阻，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
同时，如图6所示，DCB衬板6的芯片3的安装区域下方的针翅2的横截面呈椭圆形，DCB衬板6周围的非芯片安装区域下方的针翅2的横截面呈圆形。这是由于DCB衬板6区域温度高，因此其下方的针翅2运用有较高散热的椭圆形针翅2，从而更有利于提高散热基板1的散热性能。
通过该实施例，有利于提高散热基板1的散热性能。
实施例六
针翅2的横截面呈圆形、椭圆形、菱形、雨滴形或三角形。
不同形状的针翅2的散热能力不同，可以通过调整使得不同区域的针翅2形状互不相同，从而达到调节散热基板1不同区域的散热能力的目的。
在本实施例中，在对散热需求高的区域针翅2的横截面呈椭圆形。
如图6所示，针翅2的横截面呈椭圆形时，散热介质涡流效应被减小，从而减小流道压降，同时增大了针翅2的换热面积，因此针翅2的横截面呈椭圆形时，该区域的散热效率高，将横截面呈椭圆形的针翅2布置在对散热需求高的区域，有利于提高基板在该区域的散热能力，避免该区域成为散热短板。
具体地，如图5所示，该基板分为3个区域，分别对应3块芯片3，散热介质入口处芯片3所对应的区域，针翅2呈圆柱状且密度较小，散热介质出口处芯片3所对应的区域，针翅2的横截面呈椭圆形且密度较大，位于两者之间的芯片3所对应的区域，针翅2的横截面呈菱形且密度适中。
又如图3所示，该基板DCB衬板6所对应的区域，针翅2的横截面呈椭圆形且密度较大；DCB衬板6间的过渡区域，针翅2的横截面呈圆形且密度较小。
再如图6所示，该基板DCB衬板6所对应的区域，针翅2的横截面呈椭圆形且密度较大；DCB衬板6周围的非芯片安装区域，针翅2的横截面呈圆形且密度较小。
可选地，针翅2的横截面呈椭圆形，该椭圆的长轴可以为1.7至4.7毫米，短轴可以为0.5至3.0毫米。针翅2的长度为5.5至6.5毫米。
优选地，该椭圆的长轴可以为2.7毫米，短轴可以为1.2毫米。针翅2的长度为5.8毫米。横纵两个方向相邻针翅2的平均中心距离分别为3.3毫米和2.2毫米。
优选地，针翅2的横截面呈椭圆形时，椭圆的长轴平行于散热介质的流动方向以减小流阻。
通过该实施例，将横截面呈椭圆形的针翅2布置在对散热需求高的区域，有利于避免该区域成为散热短板。
实施例七
在一个实施例中，散热基板1的上表面形成有凸台，用于保证DCB衬板6与散热基板1之间的焊料厚度均匀；散热基板1的下表面沿散热基板1的边缘形成有凹陷，凹陷的底面光滑用于至少部分地容纳密封环；如图3至图5所示，散热基板1上设置有用于容纳螺钉的安装孔4，螺钉能够连接散热基板1和散热底座或散热基板1和管壳7；散热基板1上还设置有用于容纳管壳7上定位柱的定位孔5，以定位管壳7和散热基板1。
可选地，每个DCB衬板6均与4个凸台相对应，4个凸台分别位于DCB衬板6的4个顶角处。可选地，凸台的厚度为0.1至0.5毫米；优选地，凸台的厚度为0.2毫米。
通过该实施例，凸台有利于牢固地固定DCB衬板6；凹陷的底面光滑，从而避免密封环与散热基板1之间出现缝隙，有利于密封；安装孔4能够固定散热基板1；定位孔5有利于在安装前进行限位以使散热基板1安装位置准确。
实施例八
本实施例还提供了一种功率模块，该功率模块包括上述的散热基板1。
利用该功率模块，其散热基板1的下表面形成有针翅2，其中，在对散热需求高的区域针翅2的密度大，在对散热需求低的区域针翅2的密度小，从而提高对散热需求高的区域的换热效率，有利于避免出现散热短板；或者，将横截面呈椭圆形的针翅布置在对散热需求高的区域，由于椭圆形针翅有较高散热能力，有利于避免该区域成为散热短板。
在一个实施例中，如图1和图2所示，该功率模块还包括：DCB衬板6，其焊接固定在散热基板1的凸台上，其的覆铜层是裸铜、铜镀金或铜镀镍；散热底座，其上设置有散热介质入口和散热介质出口以及连通散热介质入口和散热介质出口的散热介质槽；密封环，其设置在散热底座和散热基板1之间；芯片，其固定在所述DCB衬板上；以及，管壳7，其为高分子材料或其他耐压耐湿材料；其中，针翅2的长度小于散热介质槽的深度。
通过该实施例，凸台确保了DCB衬板6的水平设置；散热底座为散热介质提供了容纳空间；密封环有利于避免散热介质的泄露；芯片3保证了功率模块的正常使用；管壳7保护了功率模块；针翅2的长度小于散热介质槽的深度，有利于避免针翅2与散热介质槽发生磕碰，有利于散热基板1的高效工作。
本发明中，散热介质的出液口和入液口位置变化时，针翅长轴与出液口和入液口连线保持一致。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (11)

1.一种散热基板，散热基板的下表面形成有多个针翅，其特征在于，所述针翅构造为以下一种或几种：
在散热需求高的区域针翅分布的密度大、具有第一结构以及包括第一结构和不同于第一结构的其他结构的组合。
2.根据权利要求1所述的散热基板，其特征在于，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅的密度逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的散热基板，其特征在于，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅沿散热介质入口至散热介质出口分为多个区域，各个区域内的针翅的密度一致，相邻两个区域靠近散热介质出口的区域内的针翅的密度大于靠近散热介质入口的区域内的针翅的密度。
4.根据权利要求2所述的散热基板，其特征在于，从散热介质入口处到散热介质出口处，针翅的尺寸逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的散热基板，其特征在于，当散热基板上安装有多个芯片时，功耗高的芯片下方的针翅的密度大，功耗低的芯片下方的针翅的密度小。
6.根据权利要求1所述的散热基板，其特征在于，所述针翅的横截面呈圆形、椭圆形、菱形、雨滴形或三角形。
7.根据权利要求1所述的散热基板，当散热基板上有多个芯片安装区域时，在不同散热要求区域，针翅的横截面形状不同。
8.据权利要求1所述的散热基板，其特征在于，具有第一结构的所述针翅的横截面呈椭圆形。
9.根据权利要求1所述的散热基板，其特征在于，所述散热基板的上表面形成有凸台，用于保证DCB衬板与所述散热基板之间的焊料厚度均匀；
所述散热基板的下表面沿所述散热基板的边缘形成有凹陷，所述凹陷的底面光滑用于至少部分地容纳密封环；
所述散热基板上设置有用于容纳螺钉的安装孔，所述螺钉能够连接所述散热基板和散热底座或所述散热基板和管壳；
所述散热基板上还设置有用于容纳管壳上定位柱的定位孔，以定位管壳和所述散热基板。
10.一种功率模块，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的散热基板。
11.根据权利要求10所述的功率模块，其特征在于，还包括：
DCB衬板，其焊接固定在所述散热基板的凸台上，其的覆铜层是裸铜、铜镀金或铜镀镍；
散热底座，其上设置有散热介质入口和散热介质出口以及连通所述散热介质入口和散热介质出口的散热介质槽；
密封环，其设置在所述散热底座和所述散热基板之间；
芯片，其固定在所述DCB衬板上；以及，
管壳，其为高分子材料或其他耐压耐湿材料；
其中，所述针翅的长度小于所述散热介质槽的深度。
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